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“Diagnóstico de Fallos por Monitoreo de Condición”
Luis Amendola; Ph.D Departamento de Proyectos de Ingeniería e Innovación
Universidad Politécnica de Valencia e-mail :[email protected] / [email protected]
Publicado en www.klaron.net La implementación de los sistemas de información para la gestión de activos es una nueva
herramienta que contribuye con la optimización de las tareas de mantenimiento en plantas
industriales, ha sido hoy en día, una de las razones para que las empresas realicen investigaciones
en el mejoramiento continuo de sus instalaciones, y garantizar asi la continuidad operativa de los
procesos buscando el coste beneficio de la inversión.
En la actualidad uno de los grandes retos que están afrontando las organizaciones,
independientemente del tamaño, es la reducción en el coste del mantenimiento. Creo que la
industria estä en una crucijada, los usuarios están bajo presión para aumentar la rentabilidad de las
inversiones y a la vez mejorar la productividad de las organizaciones. Muchas empresas están
revisando sus organizaciones y procesos, lo que muchas veces implica acabar con estructuras
tradicionales en busca de mayor productividad y definitivamente la reducción de los costes por
mantenimiento.
Durante años las empresas de manufactura al realizar mantenimientos a sus equipos; típicamente el
grupo de mantenimiento y producción desmontan los equipos para su reparación en cada
mantenimiento mayor. La razón por la cuál hacen esto, es basados en el hecho de que no pueden
diagnósticar cuáles de las activos necesitan bajarse y repararse.
MONITOREO POR CONDICIÓN
Monitore (monitoring) es la medición de una variable física que se considera representativa de la
condición del equipo y su comparación con valores que indican si el equipo está en buen estado o
deteriorado. Los objetivos del monitoreo por condición es indicar cuándo existe un problema, para
diagnosticar entre condiciones buena y mala; y si es mala indicar cuán mala es. Evitando fallos
catastróficos, diagnosticar fallos con problemas específicos, pronosticar la vida útil y cuánto tiempo
más podría funcionar el equipo sin riesgo de fallo. Esta técnica permite el análisis paramétrico de
funcionamiento cuya evaluación permite detectar un fallo antes de que tenga consecuencias más
graves.
En general, consiste en estudiar la evolución temporal de ciertos parámetros y asociarlos a la
evolución de fallos, para así determinar en que período de tiempo ese fallo va a tomar una
relevancia importante, para así poder planificar todas las intervenciones con tiempo suficiente para
que ese fallo nunca tenga consecuencias graves.
Una de las características más importantes es que no debe alterar el funcionamiento normal de los
procesos, la inspección de los parámetros se pueden realizar de forma periódica o de forma
continua, dependiendo de diversos factores como son: el tipo de planta, tipos de fallos a
diagnosticar y la inversión que se quiere realizar.
Aplicación en Sistemas Expertos
En el campo del monitoreo por condición los sistemas expertos Figura 1. se utilizan
fundamentalmente como herramientas de diagnóstico. Se trata de que el programa pueda determinar
en cada momento el estado de funcionamiento de sistemas complejos, anticipándose a los posibles
incidentes que pudieran acontecer. Así, usando un modelo computacional del razonamiento de un
experto humano, proporciona los mismos resultados que alcanzaría dicho experto.
Figura 1. Sistema Experto Monitoreo por Condición
Sistema Monitoreo Sistema
Real
Sistema Experto
Base Datos
Alarmas Incidentes
Sistema Monitoreo Sistema
Real
Sistema Experto
Base Datos
Alarmas Incidentes
Beneficios del Monitoreo por Condición
Una forma en la que se podría intentar evaluar los ahorros que se obtendrían al implementar una
estrategia de mantenimiento de monitoreo por condición es confeccionando una lista de las
detenciones producidos en los últimos años en conjunto con sus causas.
Con esto se podría determinar:
! Cuáles intervenciones podrían haber resultado más económicas si se hubiera detectado, el
fallo en una etapa más incipiente, evitando que la máquina funcionara hasta la rotura.
! Qué averías podrían haber sido reparadas más rápidamente si se hubiese conocido bien,
antes de abrir la máquina, cuál era el elemento defectuoso.
! Cuáles serían los ahorros si después de efectuado un mantenimiento se controla la calidad
del mantenimiento realizado. Para esto se evalúa la condición mecánica en que quedó la
máquina a través del análisis de las mediciones realizadas inmediatamente después de la
reparación. Las técnicas actuales del mantenimiento permiten verificar si un elemento
reemplazado quedó disminuido debido a un procedimiento de montaje inadecuado (por
ejemplo, un rodamiento con sus pistas de rodadura sin dientes). Evalúe así las economías
que se obtendrían por ese concepto si los elementos reemplazables de las máquinas de su
planta duraran lo especificado en las normas bajo las cuáles fueron compradas las máquinas.
El coste del mantenimiento debe considerar: Costes directos (repuestos, materiales, mano de
obra, etc.), costes de movilización de repuestos, costes de lucro cesante o pérdidas por no
producción, costes por falta de calidad del producto.
Clave del Éxito
Dada la creciente sofisticación de las tecnologías de mantenimiento y los requerimientos de
diagnósticos certeros y oportunos, la industria de servicios de mantenimiento ha venido
creciendo sostenidamente en las economías rápidas. Especialistas apoyados por
computadores conectados remotamente a los sensores de los equipos monitorean signos
vitales acumulando una experiencia y conocimientos imposibles de lograr en cada planta por
separado.
La visión tradicional del mantenimiento y el diagnóstico industrial está cambiando
radicalmente. Hoy en día, el mantenimiento según condición se está convirtiendo en una
poderosa herramienta de productividad, clave para enfrentar la creciente competitividad de
mercados irregulares en expansión. Este cambio es parte de una transformación global que
abarca toda la industria.
Los Objetivos del Mantenimiento según Condición
! Vigilancia de máquinas. Indicar cuándo existe un problema. Debe distinguir entre
condición buena y mala, y si es mala indicar cuán mala es.
! Protección de máquinas. Evitar fallas catastróficas. Una máquina está protegida, si cuando
los valores que indican su condición llegan a valores considerados peligrosos, la máquina se
detiene automáticamente.
! Diagnóstico de fallos. Definir cuál es el problema específico.
! Pronóstico de la esperanza de vida. Estimar cuánto tiempo más podría funcionar la
máquina sin riesgo de fallos catastróficos.
La finalidad del monitoreo según condición (Condition monitoring) es obtener una
indicación de la condición (mecánica) o estado de salud de la máquina, de manera que pueda
ser operada y mantenida con seguridad y economía, la Figura 2 muestra un operador
tomando los datos para el análisis y diagnostico de fallos del activo.
Figura 2 Diagnostico de fallos EJEMPLO TOMA DE DATOS EQUIPO ROTATIVO: El esquema del equipo rotativo muestra el lugar en donde se toman las mediciones y las posiciones para el monitoreo de las señales y diagnostico; (Diseño Ing. Luis Sojo Gerente de División empresa NDT Supply en Venezuela).
TECNOLOGÍA DISPONIBLE
CSI Emerson Process Management RBMware 4.70
Esta tecnología es utilizada para en análisis de vibración, supervisión inalámbrica en línea,
análisis de termografía, diagnostico de motores y posibilidad de interconexión con sistemas de
control de procesos industriales para gestión de activos.
Es una tecnología práctica y necesaria que proporciona resultados probados. Estos resultados
varían. De acuerdo a datos suministrados por Emerson Process Management el aumento en
capacidad de la producción aumenta en un 40 % al implementar esta tecnología, obteniendo una
reducción significante en costes, gastos, desecho y energía, calidad del producto mejorado,
seguridad y estén sión de la vida útil de los activos.
Las plantas que adoptan estrategias de mantenimiento por monitoreo pueden reducir tiempo
fuera de servicio significativamente debido al prevenir el fallo de la máquina. El mantenimiento
por monitoreo de condición reduce la necesidad de fijar tiempo fuera de servicio aumentando la
continuidad operativa de la producción. Se desarrollan programas de mantenimiento y estrategias
para descubrir fallos tempranos en equipo prioritarios, e identificando problemas antes de que
ellos puedan afectar la producción. El mantenimiento por monitoreo aumenta la calidad del
servicio, reduce los costes de mantenimiento, porque sabiendo de antemano que cuando una
máquina particular necesita reparaciones previene fallos catastróficos potenciales.
Bently Nevada Condition Monitoring
System 1™ . Este sistema supervisa las condiciones de la máquina a través de colectores de
datos portátiles produciendo información online/offline unificada. Sin embargo, el sistema
permite la supervisión de otros activos de las plantas industriales como recipientes, tuberías,
intercambiadores de calor, válvulas, instrumentos y virtualmente cualquier equipo para las que la
información de la condición se desea. Su plan escalable le permite ser usado como sistema
supervisorio para cada recurso de la planta, permite la comunicación con sistemas CMMS,
Sistemas de Control de Proceso, Hojas de Cálculo, Bases de Datos y Software de
Instrumentación.
Machinery Condition Management (MCM2000) es una aplicación poderosa que
automáticamente y continuamente chequa los datos dinámicos y termodinámicos del rotor en las
maquinas. Datos Manager® 2000 proporciona un monitoreo continuo de los fallos con respecto
a los problemas de la máquinaria; con la incorporación RuleDesk™, se puede extender
MCM2000’s incluyendo una extensa base de conocimiento agregando sus propias reglas al
sistema, sin la necesidad de programación complicada.
SKF Condition Monitoring
Condition Monitoring de SKF ayuda a los ingenieros y técnicos de confiabilidad en el control de
los factores de mantenimiento que impactan el ciclo de vida de los rodamientos y la operación de
la máquina. Por medio de la detección de problemas lo más pronto posible, tanto de los
rodamientos como de las máquinas. Los instrumentos y software de Condition Monitoring,
permiten a los técnicos tomar las medidas necesarias para resolver los problemas evitando un
posible paro técnico. Al utilizar la tecnología de Condition Monitoring, los ingenieros de
mantenimiento son capaces de evaluar las condiciones de los rodamientos y la maquina cuando
están operando. Actualmente se lanzo al mercado el modelo Microlog CMXA 50 Portable Data
Collector/FFT Analyzer.
De acuerdo con mi experiencia industrial e investigaciones con aportes de expertos en esta área
ustedes pueden consultar los equipos que recomiendo; también pueden acudir a otros de
tecnología similares existentes en el mercado para realizar un análisis comparativo siempre
utilizando el sentido común y midiendo el coste-beneficio para la selección del mas apropiado
para su empresa .
REFERENCIAS
[1] APMA, Australian Pump Technical Handbook (1987)
[2] Beebe, R S, Machine condition monitoring MCM Consultants reprint (1995)
[3] Machinery Malfunction Diagnosis and Correction: Vibration Analysis and
Troubleshooting for Process Industries by Robert C., Sr. Eisenmann, Robert C., Jr.
Eisenmann (2002)
[4] Vibration Spectrum Analysis: A Practical Approach by Steve Goldman (1999)
[5] Computer-Managed Maintenance Systems in Process Plants: A Step-By-Step Guide
to Effective Management of Maintenance, Labor, and Inventory in Your ope by
William W. Cato, R. Keith Mobley (1998)
[6] Most popular results for Mobley, R. Keith : 1. Vibration Fundamentals (Plant
Engineering Maintenance Series) -- by R. Keith Mobley; Hardcover (1999)
[7] Plant Engineer's Handbook -- by R. Keith Mobley (Editor); Hardcover (2001)
[8] An Introduction to Predictive Maintenance -- by R. Keith Mobley, Keith Mobley;
Hardcover (2002)
[9] Resumen de articulos de confiabilidad y mantenimiento aportados por (Ing. Luis
Sojo Gerente de División empresa NDT Supply en Venezuela, Consultor Internacional
;[email protected]; www.ndtsupplycorp.com
Universidad Politécnica de Valencia España, Dpto. Proyectos de Ingeniería, 20 años de experiencia en la industria del petróleo, gas y petroquímica, desempeñado posiciones Técnicas, Supervisoras y Gerenciales en Proyectos de Ingeniería, Mantenimiento y Desarrollo de Negocios en empresas internacionales. e-mail: [email protected], [email protected].
